Вопрос №3 Особенности структуры процессора i486.

Шинный интерфейс.

Содержит необходимые элементы для согласования внутренней и внешней шин. учитывает приоритет при обращении к шине и осуществляет предвыборку команд.

Устройство предвыборки

Предназначено для чтения данных из ОП последующих команд, что возможно только тогда, когда шинный интерфейс свободен. Имеет низкий приоритет и обеспечивает конверизацию команд.

Устройство дешифрования и УУ

Производят расшифровку команды и формирование необходимых управляющих сигналов для её выполнения.

Целочисленное устройство

Обеспечивает выполнение арифметических и логических операций над числами с фиксированной точкой. Содержит регистры процессора

Устройство с плавающей точкой

Сопроцессор для работы со сложными форматами данных.

Устройство сегментации

Обеспечивает формирование физического или линейного адресов если выполняется страничное преобразование.

Кэш память

Хранит последние данные, к которым обращался процессор. При необходимости данные записываются в ОП.

Основные особенности процессора:

Внешняя шина данных 32-х разрядная

1. защищённый режим работы

2. За 1 такт выполняется 1 команда

Вопрос №4 Особенности структуры процессора Процессор Pentium

Имеются 2 секции обработки данных U и W

U – может выполнять все операции над любыми числами

W – может выполнять только операции с плавающей точкой

В отличии от других процессоров многие команды можно было выполнить по 2 за 1 такт. Такую технологию назвали суперскалярной. Чтобы добиться максимальной эффективности работы процессора необходимо было перекомпилирование программы так, чтобы можно было сделать максимальное кол-во сдвоенных команд, т.е. выполнить процедуру паринга.

Два встроенных КЭШа: для данных и программ.

Каждый КЭШ имел специальный ассоциативный буфер преобразований выполненный по страничной схеме, что повышало быстродействие. Наличие 2-х КЭШ – элементы Гарвардской архитектуры.

ШД внешн. 64разрядная

Буфер адреса ветвления – предназначен для уменьшения простоев в одной или обоих секциях, вызванных задержками выборки команд при условных и безусловных переходов.

Назначение буфера – предвидеть переходы и при наличии в ближайшем будущем их заранее считать команду, это позволяет работать с макс. быстродействием.

2-х процессорная логика и программируемый контроль прерываний позволяет организовать работу 2-х процессоров на 1 системной шине. Возможны 2 режима работы SMP-симметричный мультипроцессорный режим обработки (оба процессора работают параллельно, каждый выполняет свою задачу, что увеличивает производительность); FRC – функциональный избыточный контроль (оба процессора выполняют 1 и туже задачу, при этом 1 из них контролирует работу другого, что повышает надёжность)

Вопрос №5 Особенности формирования адреса в защищённом режиме.

Для организации защищённого режима работы используется дескриптер который является второй (невидимой т.е. недоступной программисту) частью сегментного Рг.

Дескриптер – специальным образом организованная 8 байтовая структура данных, которая определяет особенности работы с сегментом. Для каждого сегмента имеется свой дескриптер. Они размещаются в дескрипторных таблицах в ОП.

Дескриптор включает следующее:

1. Начальный адрес сегмента – занимает 7, 4, 3, 2 байты и определяет любой начальный адрес сегмента в линейном адресном пространстве 4Гб

2. Предел сегмента – это 20 битное поле, которое занимает 4 младших бита 6-го байта, 1 и 0-й байты

3. права доступа занимают оставшиеся 12 бит и содержат следующее:

бит 55 G – бит гранулярности

если G=0 то размер сегмента задаётся в байтах и равен 1Мб

если G=1 то размер сегмента измеряется в страницах (размер страницы = 4Кб ––> макс. размер сегмента 4 Гб)

бит 54 D – бит разряда данных

если D=1 то данные 32-разр

если D=0 то 16разр.

бит 53 X – бит резерва

бит 52 U – бит пользователя – используется системными программистами по их усмотрению

бит 47 P – бит присутствия

если P=1 то сегмент присутствует в физич. ОП

если P=0 то сегмент находится на диске

бит 46-45 DPL – уровень привилегий дискриптора – определяет один из 4-х уровней защиты

бит 44 S –системный бит используется для описания системных объектов

бит 43-41 поле дискриптора

001 – дискриптор сегмента данных

010, 011 – стек

100, 101 – код

110, 111 – подчин. сегмент

бит 40 A – бит доступа

A=1 есть обращение к данному сегменту

A=0 нет

ОС использует этот бит для того чтобы определить какой сегмент при необходимости можно отправить на диск в процессе свопинга.